成都大学《嵌入式系统设计》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《嵌入式系统设计》2021-2022学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在嵌入式操作系统中，以下哪种同步机制可以用于实现多个线程对共享资源的互斥访问？（）A.互斥锁B.条件变量C.自旋锁D.以上都是2、当一个嵌入式操作系统需要支持远程更新和升级功能，例如智能电表的软件更新，以下哪种技术和策略能够确保更新过程的安全性和可靠性？（）A.使用加密的更新包，并进行完整性验证B.直接通过网络传输未加密的更新文件C.不支持远程更新，采用人工现场更新的方式D.随机选择更新的时机和版本，不进行版本控制3、在嵌入式系统中，实时时钟（RTC）是常用的模块。假设一个嵌入式设备需要精确的时间记录。以下关于实时时钟的描述，哪一项是不正确的？（）A.实时时钟可以在系统断电时依靠电池保持时间的准确性B.可以通过编程设置实时时钟的闹钟功能，实现定时唤醒系统C.实时时钟的精度只取决于时钟芯片的质量，与软件配置无关D.实时时钟通常与操作系统的时间管理模块进行交互，提供统一的时间服务4、嵌入式操作系统中的进程间通信（IPC）机制用于不同进程之间的数据交换和协调工作。假设一个嵌入式系统中有多个进程需要协同完成一项任务，以下关于进程间通信的描述，哪一项是不准确的？（）A.管道是一种简单的进程间通信方式，数据只能单向流动B.消息队列可以实现进程间的异步通信，消息可以按照一定的优先级进行处理C.共享内存可以提供高效的进程间数据共享，但需要注意同步和互斥问题D.进程间通信只适用于同一种操作系统中的进程，不同操作系统之间的进程无法进行通信5、在嵌入式系统的安全方面，加密和认证技术是常用的手段。假设一个嵌入式设备需要保护敏感数据的传输和存储。以下关于安全技术的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以使用对称加密算法如AES对数据进行加密，保证数据的保密性B.非对称加密算法如RSA常用于数字签名和密钥交换C.加密和认证技术会增加系统的开销，但可以通过优化算法来降低影响D.只要使用了加密和认证技术，嵌入式系统就绝对安全，不会受到任何攻击6、在嵌入式系统中，设备驱动程序的开发是重要的工作之一。假设需要为一个新的传感器开发驱动程序，以下关于驱动程序开发的描述，正确的是：（）A.驱动程序需要实现与硬件的底层通信，并向上层提供统一的接口B.驱动程序只需要关注硬件的功能实现，不需要考虑操作系统的接口规范C.为了提高效率，驱动程序可以直接访问硬件的物理地址，绕过操作系统的保护机制D.驱动程序的开发与具体的操作系统无关，可以在不同的嵌入式操作系统中通用7、假设在一个嵌入式安防监控系统中，需要同时处理多个摄像头的视频流，并进行实时的图像分析和存储。对于视频数据的压缩和编码，以下哪种标准可能会被采用？（）A.H.264B.H.265C.MPEG-4D.MJPEG8、在嵌入式系统中，中断处理是响应外部事件的重要机制。假设一个嵌入式设备需要快速响应外部中断。以下关于中断处理的描述，哪一项是不正确的？（）A.中断处理程序应该尽量短小精悍，以减少中断响应时间B.可以采用中断嵌套，允许高优先级中断打断低优先级中断的处理C.中断处理过程中不应该进行耗时的操作，如大量的数据计算和文件操作D.中断处理的优先级是固定的，不能根据系统的运行状态进行动态调整9、在一个基于嵌入式操作系统的汽车电子系统中，需要处理来自多个传感器的实时数据，并进行快速的数据分析和决策。例如，在自动驾驶场景中，需要对摄像头、雷达和激光雷达的数据进行融合和处理。为了实现高效的数据处理和传输，以下哪种通信机制可能是最优选择？（）A.串行通信B.并行通信C.蓝牙通信D.以太网通信10、在嵌入式系统中，实时操作系统的上下文切换时间对系统性能有影响。假设一个嵌入式系统需要频繁进行任务切换。以下关于减少上下文切换时间的方法，正确的是：（）A.优化任务的保存和恢复操作，减少数据的保存和恢复量B.增加任务的执行时间，减少任务切换的频率C.简化任务的上下文信息，只保存关键的状态数据D.以上方法都可以有效地减少实时操作系统的上下文切换时间11、在一个嵌入式图像识别系统中，如人脸识别门禁系统，需要快速准确地识别图像中的目标。为了提高识别速度和准确率，以下哪种硬件加速模块可能会被集成？（）A.GPUB.FPGAC.DSPD.以上都是12、假设一个嵌入式系统需要运行一个复杂的图形用户界面（GUI），例如智能手表的操作界面，对界面的响应速度和资源占用有严格要求。以下哪种GUI框架和技术更适合这种嵌入式应用？（）A.Qt框架，功能强大但资源消耗较大B.MiniGUI框架，轻量级且适合嵌入式环境C.自行开发基于底层图形库的GUID.不使用GUI，采用命令行界面13、在嵌入式系统的开发中，调试工具和技术起着重要的作用。假设一个复杂的嵌入式系统在调试过程中遇到困难。以下关于调试的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以使用在线仿真器（ICE）进行硬件级的调试，获取详细的系统状态信息B.软件调试工具如GDB可以帮助开发者设置断点、单步调试和查看变量值C.打印调试信息是一种简单但有效的调试方法，但会增加系统的开销D.一旦系统开发完成，就不再需要调试工具，因为系统已经稳定运行14、在嵌入式系统的电源管理中，动态电压频率调整（DVFS）技术可以根据系统负载动态调整电压和频率。假设一个嵌入式设备的工作负载变化较大。以下关于DVFS的描述，哪一项是不准确的？（）A.DVFS可以在系统负载低时降低电压和频率，以节省功耗B.调整电压和频率的过程需要一定的时间，可能会影响系统的实时性能C.DVFS技术需要硬件支持，同时操作系统需要相应的驱动和管理策略D.为了最大限度地节省功耗，应该始终将电压和频率调整到最低值15、在嵌入式操作系统中，实时性是一个关键特性。假设一个嵌入式系统用于控制工业生产线上的机器人，要求对外部事件的响应在规定的时间内完成。以下关于实时性的描述，哪一项是不准确的？（）A.硬实时系统对响应时间的要求极为严格，错过时限可能导致严重后果B.软实时系统允许一定程度的超时，但仍需尽量满足时间要求C.实时性只与操作系统的内核调度算法有关，与硬件性能无关D.为了保证实时性，可能需要对系统资源进行严格的分配和管理二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释音频编码格式的选择和优化。2、（本题5分）简述嵌入式虚拟化的应用场景。3、（本题5分）解释在嵌入式系统设计中如何考虑ESD保护。4、（本题5分）解释在嵌入式系统中如何实现虚拟化的资源隔离。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）以一款智能车载娱乐系统的多媒体播放功能为例，分析嵌入式操作系统在其中的作用，包括音频视频解码、播放控制、界面设计等方面，讨论其对驾驶体验的丰富性。2、（本题5分）分析嵌入式操作系统中的内存管理的动态分配与静态分配的比较。解释动态分配和静态分配的特点和适用场景，分析在嵌入式系统中如何选择合适的内存分配方式。3、（本题5分）分析嵌入式操作系统在智能车载信息娱乐系统中的应用。探讨其对导航、音频、视频、通信等功能的集成，以及用户界面设计需求。4、（本题5分）阐述嵌入式操作系统在工业自动化通信系统中的应用。分析其对设备间通信、数据传输协议、网络管理等方面的重要性，以及可靠性要求。5、（本题5分）分析嵌入式操作系统在智能电表中的应用及挑战。智能电表需要准确计量和数据传输功能，嵌入式操作系统如何保障其性能和可靠性？考虑通信协议、数据存储